TWI593464B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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TWI593464B
TWI593464B TW104131309A TW104131309A TWI593464B TW I593464 B TWI593464 B TW I593464B TW 104131309 A TW104131309 A TW 104131309A TW 104131309 A TW104131309 A TW 104131309A TW I593464 B TWI593464 B TW I593464B
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上前昭司
川口竜彥
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思可林集團股份有限公司
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基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於向半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等薄板狀之精密電子基板(以下，簡稱為「基板」)自噴嘴噴出處理液進行特定處理之基板處理裝置及基板處理方法。
先前以來，於半導體裝置等之製造步驟中，對基板供給純水、光阻劑液、蝕刻液等各種處理液進行清洗處理或抗蝕劑塗佈處理等之基板處理。作為進行使用該等處理液之液體處理之裝置，廣泛使用以水平姿勢使基板旋轉，並向該基板表面自噴嘴噴出處理液之基板處理裝置。
於此種基板處理裝置中，藉由流量計之輸出或泵之動作確認進行是否自噴嘴噴出處理液之確認，但作為更確實地判定有無噴出之方法，例如於專利文獻1提出設置CCD相機等拍攝機構直接監控來自噴嘴之處理液噴出。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-329936號公報
然而，於利用拍攝機構直接監控來自噴嘴之處理液噴出之情形時，根據成為處理對象之基板之種類，拍攝時之背景不同。即，一般於基板表面成膜抗蝕劑膜或絕緣膜等各種膜並進行圖案形成。且，由於此種膜之種類或形成之圖案而使基板表面之反射率成為大幅不同者，結果，根據成為處理對象之基板種類，拍攝時之背景不同。又，即使形成相同種類之膜，於例如進行使用氫氟酸之蝕刻處理時，隨著處理時間之經過進行膜之腐蝕，有基板表面之反射率亦變化之情況。因此，因成膜於表面之膜種類、形成之圖案、處理內容等各種要因，產生利用拍攝機構拍攝之圖像雜訊增大而無法正確地檢測來自噴嘴之處理液噴出之問題。
本發明係鑑於上述問題而完成者，目的在於提供一種可確實地檢測來自噴嘴之處理液噴出之基板處理裝置及基板處理方法。
為了解決上述問題，技術方案1之發明係一種基板處理裝置，其特徵在於包含：基板保持部，其保持基板；杯，其包圍上述基板保持部之周圍；噴嘴，其噴出處理液；驅動部，其使上述噴嘴於被保持於上述基板保持部之基板之上方的處理位置與比上述杯更外側之待機位置之間移動；拍攝部，其拍攝包含在上述處理位置自上述噴嘴噴出處理液時應形成液流之區域之拍攝區域；圖像取得部，其自於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後由上述拍攝部拍攝上述拍攝區域而取得之圖像，擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中包含應形成上述液流之區域之檢查圖像與除該區域以外之第1基準圖像；及判定部，其比較上述第1基準圖像與上述檢查圖像而判定來自上述噴嘴之處理液噴出。
又，技術方案2之發明之特徵在於：於技術方案1之發明之基板處理裝置中，上述拍攝部於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後 將上述拍攝區域拍攝複數次而取得複數個圖像，上述圖像取得部自上述複數個圖像各者擷取上述第1基準圖像及上述檢查圖像，上述判定部對上述複數個圖像各者比較上述圖像取得部所擷取之上述第1基準圖像與上述檢查圖像。
又，技術方案3之發明之特徵在於：於技術方案1之發明之基板處理裝置中，上述圖像取得部自上述拍攝部所取得之圖像，進一步擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中除應形成上述液流之區域以外的區域且與上述第1基準圖像不同之第2基準圖像，上述判定部比較上述第1基準圖像與上述第2基準圖像而判定處理液噴出判定之適當性。
又，技術方案4之發明係一種基板處理方法，其特徵在於包含以下步驟：保持步驟，其係於基板保持部保持成為新處理對象之基板；噴嘴移動步驟，其係於上述基板保持部保持成為新處理對象之基板後，使噴出處理液之噴嘴自比包圍上述基板保持部周圍之杯更外側之待機位置朝向被保持於上述基板保持部之基板之上方的處理位置移動；拍攝步驟，其係於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後，拍攝包含在上述處理位置自上述噴嘴噴出處理液時應形成液流之區域之拍攝區域；圖像取得步驟，其自上述拍攝步驟中取得之圖像，擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中包含應形成上述液流之區域之檢查圖像與除該區域以外之第1基準圖像；及判定步驟，其比較上述第1基準圖像與上述檢查圖像而判定來自上述噴嘴之處理液噴出。
又，技術方案5之發明之特徵在於：於技術方案4之發明之基板處理方法中，於上述拍攝步驟中，於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後，將上述拍攝區域拍攝複數次而取得複數個圖像，於上述圖像取得步驟中，自上述複數個圖像各者擷取上述第1基準圖像及上述檢查圖像，於上述判定步驟中，對上述複數個圖像各者比較上述圖像 取得步驟中擷取之上述第1基準圖像與上述檢查圖像。
又，技術方案6之發明之特徵在於：於技術方案4之發明之基板處理方法中，於上述圖像取得步驟中，自上述拍攝步驟中取得之圖像，進一步擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中除應形成上述液流之區域以外的區域且與上述第1基準圖像不同之第2基準圖像，於上述判定步驟中，比較上述第1基準圖像與上述第2基準圖像而判定處理液噴出判定之適當性。
根據技術方案1至技術方案3之發明，由於自噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後拍攝部拍攝拍攝區域並取得之圖像，擷取被保持於基板保持部之基板表面中包含應形成液流之區域之檢查圖像與除該區域以外之第1基準圖像，比較該第1基準圖像與檢查圖像而判定來自噴嘴之處理液噴出，故針對同一基板以相同時序取得第1基準圖像與檢查圖像，不管成為處理對象之基板之種類及處理內容為何，均可確實地檢測來自噴嘴之處理液噴出。
尤其根據技術方案3，由於進一步擷取與第1基準圖像不同之第2基準圖像，並比較第1基準圖像與第2基準圖像而判定處理液噴出判定之適當性，故可提高來自噴嘴之處理液噴出之檢測精度。
根據技術方案4至6之發明，由於自噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後拍攝拍攝區域並取得之圖像，擷取被保持於基板保持部之基板表面中包含應形成液流之區域之檢查圖像與除該區域以外之第1基準圖像，比較該第1基準圖像與檢查圖像而判定來自噴嘴之處理液噴出，故針對同一基板於相同時序取得第1基準圖像與檢查圖像，不館成為處理對象之基板之種類及處理內容為何，均可確實地檢測來自噴嘴之處理液噴出。
尤其，根據技術方案6之發明，由於進一步擷取與第1基準圖像 不同之第2基準圖像，比較第1基準圖像與第2基準圖像而判定處理液噴出判定之適當性，故可提高來自噴嘴之處理液噴出之檢測精度。
1‧‧‧處理單元
9‧‧‧控制部
10‧‧‧腔室
11‧‧‧側壁
12‧‧‧頂壁
13‧‧‧底壁
14‧‧‧風扇過濾單元(FFU)
15‧‧‧隔板
18‧‧‧排氣管道
20‧‧‧旋轉卡盤
21‧‧‧旋轉基台
21a‧‧‧保持面
22‧‧‧旋轉馬達
23‧‧‧蓋構件
24‧‧‧旋轉軸
25‧‧‧凸緣狀構件
26‧‧‧卡盤銷
28‧‧‧下表面處理液噴嘴
30‧‧‧上表面處理液噴嘴
31‧‧‧噴頭
32‧‧‧噴嘴臂
33‧‧‧噴嘴基台
40‧‧‧處理杯
41‧‧‧內杯
42‧‧‧中杯
43‧‧‧外杯
43a‧‧‧下端部
43b‧‧‧上端部
43c‧‧‧反折部
44‧‧‧底部
45‧‧‧內壁部
46‧‧‧外壁部
47‧‧‧第1引導部
47b‧‧‧上端部
48‧‧‧中壁部
49‧‧‧廢棄槽
50‧‧‧內側回收槽
51‧‧‧外側回收槽
52‧‧‧第2引導部
52a‧‧‧下端部
52b‧‧‧上端部
52c‧‧‧折回部
53‧‧‧處理液分離壁
60‧‧‧上表面處理液噴嘴
62‧‧‧噴嘴臂
63‧‧‧噴嘴基台
65‧‧‧上表面處理液噴嘴
67‧‧‧噴嘴臂
68‧‧‧噴嘴基台
70‧‧‧相機
71‧‧‧照明部
91‧‧‧圖像取得部
92‧‧‧判定部
93‧‧‧記憶部
100‧‧‧基板處理裝置
102‧‧‧分度器
103‧‧‧主搬送機器人
AR34‧‧‧箭頭
AR64‧‧‧箭頭
AR69‧‧‧箭頭
CX‧‧‧旋轉軸
FA‧‧‧圖像
PA‧‧‧檢查圖像
S1~S7‧‧‧步驟
SA‧‧‧基準圖像
SA1‧‧‧基準圖像
SA2‧‧‧基準圖像
W‧‧‧基板
圖1係顯示本發明之基板處理裝置之整體構成之圖。
圖2係處理單元之俯視圖。
圖3係處理單元之縱剖視圖。
圖4係顯示相機與上表面處理液噴嘴之位置關係之圖。
圖5係相機及控制部之方塊圖。
圖6係顯示處理液噴出判定程序之流程圖。
圖7係顯示利用相機拍攝之圖像之一例之圖。
圖8係顯示利用相機拍攝之圖像之另一例之圖。
以下，參照圖式詳細地說明本發明之實施形態。
<第1實施形態>
圖1係顯示本發明之基板處理裝置100之整體構成之圖。該基板處理裝置100為逐片處理半導體用途之基板W之單片式處理裝置，對圓形之矽基板W進行使用藥液及純水之液處理後進行乾燥處理。作為藥液，一般使用SC1液(氨水、過氧化氫水、水之混合液)、SC2液(鹽酸、過氧化氫水、水之混合液)、DHF液(稀氫氟酸)等。於本說明書中，統稱藥液與純水為「處理液」。另，不僅清洗處理，用以成膜處理之光阻劑液等塗佈液、用以除去無用之膜之藥液、用以蝕刻之藥液(例如，氫氟酸)等亦包含於本發明之「處理液」。
基板處理裝置100包含：分度器102、複數個處理單元1、及主搬送機器人103。分度器102具有將自裝置外接收之未處理之基板W搬入裝置內，並將處理結束之已處理基板W搬出裝置外之功能。分度器102包含複數個載置並移送載具之機器人(均省略圖示)。作為載具， 可採用將基板W收容於密閉空間之公知之FOUP(front opening unified pod：前開式晶圓傳送盒)或SMIF(Standard Mechanical Inter Face：標準機械介面)盒、或使收容基板W暴露於大氣之OC(open cassette：開放式晶圓匣)。移送機器人於該載具與主搬送機器人103之間移送基板W。
於基板處理裝置100，配置有12個處理單元1。詳細之配置構成係以積層3個處理單元1之塔包圍主搬送機器人103周圍之方式配置4個者。換言之，包圍主搬送機器人103配置之4個處理單元1積層為3段，於圖1顯示其中之1層。另，搭載於基板處理裝置100之處理單元1之個數並非限定於12個，例如可為8個或4個。
主搬送機器人103設置於積層處理單元1之4個塔之中央。主搬送機器人103將自分度器102接收之未處理之基板W搬入各處理單元1，並自各處理單元1搬出已處理之基板W並交接於分度器102。
接著，對處理單元1進行說明。以下，對搭載於基板處理裝置100之12個處理單元1中之1個進行說明，但其他之處理單元1全部相同。圖2係處理單元1之俯視圖。又，圖3係處理單元1之縱剖視圖。另，圖2顯示基板W未被保持於旋轉卡盤20之狀態，圖3顯示基板W被保持於旋轉卡盤20之狀態。
處理單元1於腔室10內，作為主要要素包含：旋轉卡盤20，其將基板W保持為水平姿勢(法線沿著鉛直方向之姿勢)；3個上表面處理液噴嘴30、60、65，其用以向被保持於旋轉卡盤20之基板W之上表面供給處理液；處理杯40，其包圍旋轉卡盤20之周圍；及相機70，其拍攝旋轉卡盤20之上方空間。又，於腔室10內之處理杯40之周圍，設置有將腔室10之內側空間隔為上下之隔板15。
腔室10包含：側壁11，其沿著鉛直方向；頂壁12，其密封由側壁11所包圍之空間之上側；及底壁13，其密封下側。由側壁11、頂壁12 及底壁13所包圍之空間成為基板W之處理空間。又，於腔室10之側壁11之一部分，設置有主搬送機器人103用以對腔室10搬出搬入基板W之搬出入口及開閉該搬出入口之擋板(均省略圖示)。
於腔室10之頂壁12，安裝有風扇過濾單元(FFU)14，其係用以進一步清淨化設置有基板處理裝置100之無塵室內之空氣並供給於腔室10內之處理空間。風扇過濾單元14包含用以導入無塵室內空氣並送出至腔室10內之風扇及過濾器(例如HEPA過濾器)，於腔室10內之處理空間形成清淨空氣之向下流動。為了均一地分散自風扇過濾單元14供給之清淨空氣，可將穿設大量吹出孔之沖孔板設置於頂壁12之正下方。
旋轉卡盤20包含：圓板形狀之旋轉基台21，其以水平姿勢固定於沿著鉛直方向延伸之旋轉軸24之上端。於旋轉基台21之下方設置有使旋轉軸24旋轉之旋轉馬達22。旋轉馬達22經由旋轉軸24使旋轉基台21於水平面內旋轉。又，以包圍旋轉馬達22及旋轉軸24周圍之方式設置筒狀之蓋構件23。
圓板形狀之旋轉基台21之外徑略微大於被保持於旋轉卡盤20之圓形基板W之直徑。因此，旋轉基台21具有與應保持之基板W下表面整面對向之保持面21a。
於旋轉基台21之保持面21a之周緣部立設有複數根(本實施形態中係4根)卡盤銷26。複數根卡盤銷26係沿著對應於圓形基板W外周圓之圓周上隔開均等之間隔(如本實施形態若為4根卡盤銷26則以90°間隔)配置。複數根卡盤銷26藉由收容於旋轉基台21內之省略圖示之連桿機構而連動驅動。旋轉卡盤20係藉由使複數根卡盤銷26各者抵接於基板W之外周端而固持基板W，而可將該基板W於旋轉基台21之上方以接近於保持面21a之水平姿勢保持(參照圖3)，且可使複數根卡盤銷26各者自基板W之外周端離開而解除固持。
覆蓋旋轉馬達22之蓋構件23係其下端固定於腔室10之底壁13，上端到達至旋轉基台21之正下方。於蓋構件23之上端部，設置有自蓋構件23向外方大致水平地突出、進而向下方彎曲延伸之凸緣狀構件25。於旋轉卡盤20藉由複數根卡盤銷26之固持而保持基板W之狀態，藉由旋轉馬達22使旋轉軸24旋轉，可使基板W繞著沿著通過基板W中心之鉛直方向之旋轉軸CX旋轉。另，旋轉馬達22之驅動係藉由控制部9控制。
上表面處理液噴嘴30構成為於噴嘴臂32之前端安裝噴頭31。噴嘴臂32之基端側固定並連結於噴嘴基台33。噴嘴基台33可藉由省略圖示之馬達而繞著沿鉛直方向之軸轉動。藉由噴嘴基台33轉動，如圖2中以箭頭AR34所示，上表面處理液噴嘴30於被保持於旋轉卡盤20之基板W之上方之處理位置與比處理杯40更外側之待機位置之間，沿著水平方向圓弧狀地移動。對於上表面處理液噴嘴30，以被供給複數種處理液(至少包含純水)之方式構成。在處理位置自上表面處理液噴嘴30之噴頭31噴出之處理液，並著液於被保持於旋轉卡盤20之基板W之上表面。又，藉由噴嘴基台33之旋轉，上表面處理液噴嘴30可於旋轉基台21之保持面21a之上方搖動。
又，於本實施形態之處理單元1，除了上述上表面處理液噴嘴30以外，進而設置有2個上表面處理液噴嘴60、65。本實施形態之上表面處理液噴嘴60、65具備與上述上表面處理液噴嘴30相同之構成。即，上表面處理液噴嘴60構成為於噴嘴臂62之前端安裝噴頭，並藉由連結於噴嘴臂62基端側之噴嘴基台63，如以箭頭AR64所示於旋轉卡盤20之上方的處理位置與比處理杯40更外側之待機位置之間圓弧狀地移動。相同地，上表面處理液噴嘴65構成為於噴嘴臂67之前端安裝噴頭，並藉由連結於噴嘴臂67基端側之噴嘴基台68，如以箭頭AR69所示於旋轉卡盤20之上方的處理位置與比處理杯40更外側之待機位置之 間圓弧狀地移動。上表面處理液噴嘴60、65亦構成為被供給至少包含純水之複數種處理液，並於處理位置向被保持於旋轉卡盤20之基板W之上表面噴出處理液。另，上表面處理液噴嘴60、65之至少一者可為混合純水等清洗液與加壓之氣體形成液滴，並將該液滴與氣體之混合流體噴射至基板W之雙流體噴嘴。又，設置於處理單元1之噴嘴數量並非限定於3個，只要為1個以上即可。
另一方面，以插通旋轉軸24內側之方式沿著鉛直方向設置下表面處理液噴嘴28。下表面處理液噴嘴28之上端開口形成於與被保持於旋轉卡盤20之基板W下表面中央對向之位置。下表面處理液噴嘴28亦構成為被供給複數種處理液。自下表面處理液噴嘴28噴出之處理液著液於被保持於旋轉卡盤20之基板W之下表面。
包圍旋轉卡盤20之處理杯40包含彼此可獨立升降之內杯41、中杯42及外杯43。內杯41包圍旋轉卡盤20之周圍，且具有相對於通過被保持於旋轉卡盤20之基板W中心之旋轉軸CX成為大致旋轉對稱之形狀。該內杯41一體包含：俯視圓環狀之底部44；圓筒狀之內壁部45，其自底部44之內周緣向上方豎立；圓筒狀之外壁部46，其自底部44之外周緣向上方豎立；第1引導部47，其自內壁部45與外壁部46之間豎立，上端部描繪平滑之圓弧且向中心側(接近於被保持於旋轉卡盤20之基板W之旋轉軸CX之方向)斜上方延伸；圓筒狀之中壁部48，其自第1引導部47與外壁部46之間向上方豎立。
內壁部45形成為如以下之長度：於內杯41最上升之狀態，於蓋構件23與凸緣狀構件25之間保持適當之間隙並被收容。中壁部48形成為如以下之長度：於內杯41與中杯42最接近之狀態，於中杯42之後述之第2引導部52與處理液分離壁53之間保持適當之間隙並被收容。
第1引導部47具有描繪平滑之圓弧且向中心側(接近於基板W之旋轉軸CX之方向)斜上方延伸之上端部47b。又，內壁部45與第1引導部 47之間設為用以收集廢棄使用過之處理液之廢棄槽49。第1引導部47與中壁部48之間設為用以收集回收使用過之處理液之圓環狀內側回收槽50。再者，中壁部48與外壁部46之間設為用以收集回收與內側回收槽50種類不同之處理液之圓環狀外側回收槽51。
於廢棄槽49連接有用以排出收集於該廢棄槽49之處理液並用以強制排氣廢棄槽49內之省略圖示之排氣液機構。排氣液機構例如沿著廢棄槽49之周方向以等間隔設置4個。又，於內側回收槽50及外側回收槽51，連接有用以將內側回收槽50及外側回收槽51分別所收集之處理液回收至設置於基板處理裝置1外部之回收槽的回收機構(均省略圖示)。另，內側回收槽50及外側回收槽51之底部相對於水平方向僅傾斜些微角度，且於其最低位置連接有回收機構。藉此，可順暢地回收內側回收槽50及外側回收槽51中所流動之處理液。
中杯42具有包圍旋轉卡盤20之周圍，且相對於通過被保持於旋轉卡盤20之基板W中心之旋轉軸CX成為大致旋轉對稱之形狀。該中杯42一體包含：第2引導部52；與圓筒狀之處理液分離壁53，其連結於該第2引導部52。
第2引導部52於內杯41之第1引導部47之外側包含：下端部52a，其係呈與第1引導部47之下端部同軸圓筒狀；上端部52b，其自下端部52a之上端描繪平滑之圓弧且向中心側(接近於基板W之旋轉軸CX之方向)斜上方延伸；及反折部52c，其將上端部52b之前端部反折至下方而形成。下端部52a於內杯41與中杯42最接近之狀態，與第1引導部47及中壁部48之間保持適當之間隙並被收容於內側回收槽50內。又，上端部52b以與內杯41之第1引導部47之上端部47b於上下方向重疊之方式設置，且於內杯41與中杯42最接近之狀態，相對於第1引導部47之上端部47b保持極微小之間隔而接近。再者，將上端部52b之前端反折至下方而形成之反折部52c設為如下長度：於內杯41與中杯42最接近 之狀態，反折部52c與第1引導部47之上端部47b之前端於水平方向重疊。
又，第2引導部52之上端部52b以越向下方厚度越厚之方式形成，處理液分離壁53具有自上端部52b之下端外周緣部向下方延伸之方式設置之圓筒形狀。處理液分離壁53於內杯41與中杯42最接近之狀態，與中壁部48與外杯43之間保持適當之間隙並被收容於外側回收槽51內。
外杯43具有以下形狀：於中杯42之第2引導部52之外側，包圍旋轉卡盤20之周圍，並相對於通過被保持於旋轉卡盤20之基板W中心之旋轉軸CX大致旋轉對稱。該外杯43具有作為第3引導部之功能。外杯43包含：下端部43a，其係呈與第2引導部52之下端部52a同軸圓筒狀；上端部43b，其自下端部43a之上端描繪平滑之圓弧且向中心側(接近於基板W之旋轉軸CX之方向)斜上方延伸；及反折部43c，其將上端部43b之前端部反折至下方而形成。
下端部43a於內杯41與外杯43最接近之狀態，與中杯42之處理液分離壁53及內杯41之外壁部46之間保持適當之間隙並被收容於外側回收槽51內。又，上端部43b以與中杯42之第2引導部52於上下方向重疊之方式設置，且於中杯42與外杯43最接近之狀態，相對於第2引導部52之上端部52b保持極微小之間隔而接近。再者，將上端部43b之前端部反折至下方而形成之反折部43c形成為：於中杯42與外杯43最接近之狀態，反折部43c與第2引導部52之反折部52c於水平方向重疊。
又，內杯41、中杯42及外杯43設為彼此可獨立升降。即，於內杯41、中杯42及外杯43各者個別設置有升降機構(省略圖示)，藉此個別獨立升降。作為此種升降機構，例如可採用滾珠螺桿機構或氣壓缸等公知之各種機構。
隔板15以於處理杯40之周圍將腔室10之內側空間隔為上下之方 式設置。隔板15可為包圍處理杯40之1片板狀構件，亦可為拼接複數個板狀構件者。又，於隔板15，可形成貫通於厚度方向之貫通孔或缺口，於本實施形態中形成用以供用以支持上表面處理液噴嘴30、60、65之噴嘴基台33、63、68之支持軸通過的貫通孔。
隔板15之外周端連結於腔室10之側壁11。又，以隔板15之包圍處理杯40之端緣部成為比外杯43之外徑更大之直徑的圓形形狀之方式形成。因此，隔板15不會成為外杯43之升降障礙。
又，於腔室10之側壁11之一部分，且底壁13之附近設置排氣導管18。排氣導管18連通連接於省略圖示之排氣機構。於自風扇過濾單元14供給之流下於腔室10內之清淨空氣中，通過處理杯40與隔板15間之空氣自排氣導管18排出於裝置外。
相機70設置於腔室10內且比隔板15更上方。圖4係顯示相機70與上表面處理液噴嘴30之位置關係之圖。相機70例如包含：固體攝像元件之一即CCD、電子快門、及透鏡等光學系。上表面處理液噴嘴30藉由噴嘴基台33，於被保持於旋轉卡盤20之基板W之上方的處理位置(圖4之虛線位置)與比處理杯40更外側之待機位置(圖4之實線位置)之間往返移動。處理位置為自上表面處理液噴嘴30向被保持於旋轉卡盤20之基板W之上表面噴出處理液進行液處理之位置。待機位置為上表面處理液噴嘴30不進行液處理時停止噴出處理液而待機之位置。於待機位置，可設置收容上表面處理液噴嘴30之噴頭31之待機盒。
相機70以使於其拍攝視野至少包含處理位置中於自上表面處理液噴嘴30噴出處理液時應形成處理液的液流之區域之方式配置，亦即設置於包含上表面處理液噴嘴30之噴頭31下方之位置。又，相機70設置於將被保持於旋轉卡盤20之基板W表面之一部分且與應形成上述液流之區域不同之區域包含於拍攝視野之位置。於本實施形態中，如圖4所示，於處理位置中自前上方拍攝上表面處理液噴嘴30之位置設置 相機70。因此，相機70可拍攝包含處理位置中於自上表面處理液噴嘴30噴出處理液時應形成處理液的液流之區域、及被保持於旋轉卡盤20之基板W表面之一部分且與應形成上述液流之區域不同之區域的拍攝區域。
相同地，相機70亦可拍攝包含處理位置中於自上表面處理液噴嘴60、65噴出處理液時應形成處理液的液流之區域、及被保持於旋轉卡盤20之基板W表面之一部分且與該應形成液流之區域不同之區域的拍攝區域。另，於相機70設置於圖2、4所示之位置之情形時，由於上表面處理液噴嘴30、60於相機70之拍攝視野內於橫方向移動，故可適當地拍攝處理位置附近之移動，但由於上表面處理液噴嘴65於相機70之拍攝視野內於深度方向移動，故亦有無法拍攝處理位置附近之移動之虞。於此種情形時，可設置與相機70不同之上表面處理液噴嘴65專用之相機。
又，如圖3所示，於腔室10內且比隔板15更上方設置照明部71。通常，由於腔室10內係暗室，故於相機70進行拍攝時照明部71向處理位置附近之上表面處理液噴嘴30、60、65照射光。
圖5係相機70及控制部9之方塊圖。作為設置於基板處理裝置100之控制部9之硬體之構成與一般電腦相同。即，控制部9構成為包含：CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)，其進行各種運算處理；讀出專用之記憶體即ROM(Read-Only Memory，唯讀記憶體)，其記憶基本程式；自由讀寫之記憶體即RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)，其記憶各種資訊；及磁碟等，其記憶控制用軟體或資料等。藉由控制部9之CPU執行特定之處理程式，而使基板處理裝置100之各動作機構由控制部9控制，於基板處理裝置100中進行處理。
圖5所示之圖像取得部91及判定部92係藉由控制部9之CPU執行特定之處理程式而於控制部9內實現之功能處理部。關於詳細將於後 述，但圖像取得部91對利用相機70拍攝之圖像進行修整處理而取得部分圖像。又，判定部92進行藉由圖像取得部91取得之部分圖像之比較並進行處理液之噴出判定處理。又，控制部9內之記憶部93以上述RAM或磁碟構成，記憶利用相機70拍攝之圖像資料或輸入值等。
接著，對具有上述構成之基板處理裝置100之動作進行說明。基板處理裝置100之基板W之通常處理程序如下：主搬送機器人103將自分度器102接收之未處理之基板W搬入各處理單元1，於該處理單元1中向基板W供給處理液進行表面處理後，主搬送機器人103自該處理單元1搬出已處理之基板W並返回至分度器102。各處理單元1中典型之基板W處理程序概略如下：向基板W表面供給藥液進行特定之藥液處理後，供給純水進行純水清洗處理，其後使基板W高速旋轉甩乾進行乾燥處理。
於處理單元1中進行基板W之處理時，將基板W被保持於旋轉卡盤20，且處理杯40進行升降動作。於進行藥液處理時，例如僅外杯43上升，於外杯43之上端部43b與中杯42之第2引導部52之上端部52b間，形成有包圍被保持於旋轉卡盤20之基板W周圍之開口。於該狀態基板W與旋轉卡盤20一併旋轉，自上表面處理液噴嘴30及/或下表面處理液噴嘴28向基板W之上表面及/或下表面供給藥液。供給之藥液藉由基板W旋轉之離心力沿著基板W之上表面及/或下表面流動，最終自基板W之端緣部朝向側方飛散。藉此，進行基板W之藥液處理。自旋轉之基板W之端緣部飛散之藥液由外杯43之上端部43b擋住，沿著外杯43之內表面流下，且被回收至外側回收槽51。
又，於進行純水清洗處理時，例如內杯41、中杯42及外杯43全部上升，且被保持於旋轉卡盤20之基板W周圍由內杯41之第1引導部47包圍。於該狀態基板W與旋轉卡盤20一併旋轉，自上表面處理液噴嘴30及下表面處理液噴嘴28向基板W之上表面及下表面供給純水。供 給之純水藉由基板W旋轉之離心力沿著基板W之上表面及下表面流動，最終自基板W之端緣部朝向側方飛散。藉此，進行基板W之純水清洗處理。自旋轉之基板W之端緣部飛散之純水沿著第1引導部47之內壁流下，自廢棄槽49排出。另，於以與藥液不同之路徑回收純水之情形時，可使中杯42及外杯43上升，於中杯42之第2引導部52之上端部52b與內杯41之第1引導部47之上端部47b間，形成有包圍被保持於旋轉卡盤20之基板W周圍之開口。
又，於進行甩乾乾燥處理時，內杯41、中杯42及外杯43全部下降，內杯41之第1引導部47之上端部47b、中杯42之第2引導部52之上端部52b及外杯43之上端部43b任一者皆位於較被保持於旋轉卡盤20之基板W下方。於該狀態基板W與旋轉卡盤20一併高速旋轉，附著於基板W之水滴藉由離心力被甩乾，進行乾燥處理。
且，於本實施形態中，於自上表面處理液噴嘴30向基板W之上表面噴出處理液時，取得部91及判定部92對由相機70拍攝所得之圖像圖像進行特定之圖像處理而判定有無處理液噴出。以下，對該技術詳細地進行說明。另，此處對來自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出判定進行說明，但關於其他上表面處理液噴嘴60、65亦相同。
圖6係顯示處理液噴出判定之程序之流程圖。首先，成為處理對象之基板W藉由主搬送機器人103搬入處理單元1(步驟S1)。搬入之基板W藉由旋轉卡盤20以水平姿勢保持。與此同時，處理杯40以到達特定之高度位置之方式進行升降動作。
於旋轉卡盤20保持成為新處理對象之基板W後，藉由控制部9之控制使旋轉馬達22開始旋轉卡盤20及基板W之旋轉，且上表面處理液噴嘴30開始自待機位置朝向處理位置移動(步驟S2)。上表面處理液噴嘴30之移動係藉由控制部9按照預先設定之處理流程(recipe)(記述基板W之處理程序及條件者)控制噴嘴基台33而進行。
接著，控制部9按照該處理流程對上表面處理液噴嘴30指示開始噴出處理液(步驟S3)。典型上，上表面處理液噴嘴30到達基板W上方之處理位置並停止後開始噴出處理液，但亦可於上表面處理液噴嘴30到達處理位置前之移動中開始噴出處理液。
於控制部9指示開始噴出處理液後，由相機70執行拍攝(步驟S4)。相機70之拍攝只要係在上表面處理液噴嘴30到達處理位置並停止後，則可於上表面處理液噴嘴30接收到開始噴出處理液之指示後之任意時點執行。上表面處理液噴嘴30之停止可自上述之處理流程判斷，可藉由附設於噴嘴基台33之編碼器檢測，亦可自相機70之監控結果判定。
圖7係顯示利用相機70拍攝之圖像之一例之圖。相機70拍攝包含處理位置中於自上表面處理液噴嘴30噴出處理液時應形成處理液的液流之區域、及被保持於旋轉卡盤20之基板W表面之一部分且與應形成上述液流之區域不同之區域的拍攝區域。本實施形態之相機70之拍攝區域如圖7所示，包含被保持於旋轉卡盤20之基板W之整面。因此，於相機70之拍攝區域，亦包含基板W上方之處理位置中於自上表面處理液噴嘴30噴出處理液時應形成處理液的液流之區域。又，於相機70之拍攝區域，當然亦包含基板W表面之一部分且與應形成上述液流之區域不同之區域。由相機70拍攝之圖7所示之圖像FA之資料儲存於控制部9之記憶部93。
接著，控制部9之圖像取得部91自藉由相機70拍攝之圖像FA擷取基準圖像SA(步驟S5)。基準圖像SA為被保持於旋轉卡盤20之基板W表面中應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域以外的區域圖像。例如，如圖7所示，將基板W之表面且應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域的側方區域之圖像設為基準圖像SA即可。圖像取得部91對由相機70拍攝並儲存於記憶部93之圖像FA 進行修整處理而擷取基準圖像SA。更具體而言，於由相機70拍攝人之圖像FA中，由於基板W之表面區域及應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域的座標已決定，故預先座標設定應形成該液流之區域之側方區域，圖像取得部91修整該經座標設定之區域即可。藉由圖像取得部91修整之基準圖像SA之資料儲存於控制部9之記憶部93。
繼而，控制部9之圖像取得部91自藉由相機70拍攝之圖像FA擷取檢查圖像PA(步驟S6)。檢查圖像PA為被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面中包含應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域之圖像。檢查圖像PA之尺寸與基準圖像SA之尺寸相同。圖像取得部91對由相機70拍攝並儲存於記憶部93之圖像FA進行修整處理並擷取檢查圖像PA。更具體而言，於藉由相機70拍攝之圖像FA中，由於應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域之座標已決定，故圖像取得部91修整該座標之區域即可。藉由圖像取得部91修整之檢查圖像PA之資料儲存於控制部9之記憶部93。
於圖6中，於進行基準圖像SA之修整後進行檢查圖像PA之修整，但該兩步驟之順序並非特別限定者，可於進行檢查圖像PA之修整後進行基準圖像SA之修整，亦可同時地進行兩圖像之修整。可以說不論修整之順序為何，基準圖像SA及檢查圖像PA均係自共通之圖像FA擷取者，且同時拍攝者。
接著，控制部9之判定部92比較基準圖像SA與檢查圖像PA而判定來自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出(步驟S7)。該判定處理例如如下進行即可。判定部92對包含於基準圖像SA之全像素，累計基準圖像SA之各像素灰階值與對應於該像素之檢查圖像PA之像素灰階值之差量的絕對值。即，判定部92算出構成基準圖像SA之各像素之灰階值、與對應於該像素之構成檢查圖像PA之像素灰階值之差量的絕對 值之總合。
接著，判定部92比較如上述般算出之差量總合與預先設定並記憶於記憶部93之特定閾值。且，於差量總合為該閾值以上之情形時，判定部92判定為正在自上表面處理液噴嘴30噴出處理液。另一方面，於差量總合小於該閾值之情形時，判定部91判定為未自上表面處理液噴嘴30噴出處理液。由於不論是否為已進行開始噴出處理液之指示後，於判定為未噴出處理液之情形時均認為處理液噴出異常，故例如於附設於控制部9之顯示器等上顯示錯誤。再者，於判定為來自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出異常之情形時，控制部9可進行處理停止等之異常對應處理。
以上為關於上表面處理液噴嘴30之判定處理，然於使用其他上表面處理液噴嘴60、65之情形時，可以與圖6所示者相同之程序進行關於上表面處理液噴嘴60或上表面處理液噴嘴65之判定處理。
於本實施形態中，自於上表面處理液噴嘴30接收到開始噴出處理液之指示後藉由相機70拍攝之1個圖像FA擷取基準圖像SA及檢查圖像PA。檢查圖像PA為被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面中包含應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域之圖像。另一方面，基準圖像SA為被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面中除應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域以外的區域之圖像。即，基準圖像SA與檢查圖像PA對於被保持於旋轉卡盤20之基板W表面不同之區域係以完全相同之時序取得者。
因此，作為檢查圖像PA之背景而映入表面之基板W與包含於基準圖像SA之基板W相同，於基準圖像SA與檢查圖像PA之差量中，不管因形成於基板W表面之膜種類或圖案所致之表面反射率大小為何，均可排除該影響。結果，不管成為處理對象之基板W之種類為何，藉由比較基準圖像SA與檢查圖像PA均可確實地檢測自上表面處理液噴 嘴30之處理液噴出。
此處，亦考慮到作為成為比較基準之基準圖像，使用於開始自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出前拍攝與檢查圖像PA相同之區域者。即使如此，由於基準圖像與檢查圖像為對相同基板W之相同區域拍攝者，故排除形成於基板W表面之膜種類或圖案之影響。然而，例如於自上表面處理液噴嘴30噴出氫氟酸作為處理液而進行形成於基板W表面之膜之蝕刻處理之情形時，由於隨著處理之進行因膜之腐蝕導致基板W之表面狀態產生變化，故即使為相同之基板W表面反射率等亦會變動。如此，由於該變動成為比較基準圖像與檢查圖像時之背景雜訊，故有阻礙正確之處理液噴出判定之虞。
如本實施形態，由於對相同基板W以相同時序取得基準圖像SA與檢查圖像PA，故即使於如處理內容為氫氟酸之蝕刻處理之情形隨著處理之進行基板W之表面狀態產生變化，亦可排除該影響。結果，不管成為處理對象之基板W之種類及處理內容為何，均可確實地檢測自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出。
又，於本實施形態中，係於上表面處理液噴嘴30接收到開始噴出處理液之指示後取得基準圖像SA及檢查圖像PA兩者。即，於開始自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出前無需取得基準圖像SA。於必須於開始自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出前取得基準圖像之情形時，基準圖像拍攝之時序極其有限，於如噴嘴停止前至開始噴出處理液之處理情形時基準圖像之取得本身無法實現。如本實施形態，即使於自上表面處理液噴嘴30開始噴出處理液後亦可確實地取得基準圖像SA。
<第2實施形態>
接著，對本發明之第2實施形態進行說明。第2實施形態之基板處理裝置之構成與第1實施形態完全相同。又，關於第2實施形態之基 板W之處理程序亦與第1實施形態相同，但於第2實施形態中於判定有無處理液噴出時進行複數次之判定處理。
於第2實施形態中，於上表面處理液噴嘴30接收到開始噴出處理液之指示後，相機70將與第1實施形態相同之拍攝區域拍攝複數次而取得複數個圖像FA。接著，控制部9之圖像取得部91自相機70拍攝之複數個圖像FA各者擷取基準圖像SA及檢查圖像PA。此時，自各圖像FA擷取之基準圖像SA及檢查圖像PA之區域與上述第1實施形態相同。
接著，控制部9之判定部92對複數個圖像FA各者比較圖像取得部91所擷取之基準圖像SA與檢查圖像PA並判定自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出。每個各圖像FA之基準圖像SA與檢查圖像PA之比較判定處理與第1實施形態相同。
於第2實施形態中，於複數次判定有無自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出時，即使1次判定為未自上表面處理液噴嘴30噴出處理液之情形時亦判定為處理液噴出異常。因此，即使於暫時開始之處理液噴出因若干要因而中斷之情形，亦可確實地檢測該情形。
<第3實施形態>
接著，對本發明第3實施形態進行說明。第3實施形態之基板處理裝置之構成與第1實施形態完全相同。又，關於第3實施形態之基板W之處理程序亦與第1實施形態相同，但於第3實施形態中自藉由相機70拍攝之圖像FA之不同區域擷取2個基準圖像而檢證處理液噴出判定之適當性。
圖8係顯示藉由相機70拍攝之圖像之另一例之圖。第3實施形態之相機70之拍攝區域與第1實施形態相同，包含被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面整面。於第3實施形態中，控制部9之圖像取得部91自藉由相機70拍攝之圖像FA擷取第1基準圖像SA1及第2基準圖像SA2之兩個基準圖像。第1基準圖像SA1例如可為與第1實施形態之基準圖像 SA相同區域之圖像。另一方面，第2基準圖像SA2為被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面中除應形成自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域以外的區域且與第1基準圖像SA1不同之區域的圖像。例如，如圖8所示，將基板W之表面且隔著應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域與第1基準圖像SA1相反側之區域的圖像設為第2基準圖像SA2即可。
又，圖像取得部91自藉由相機70拍攝之圖像FA擷取檢查圖像PA，但關於該檢查圖像PA之擷取與第1實施形態相同。即，檢查圖像PA為被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面中包含應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域之圖像。第1基準圖像SA1、第2基準圖像SA2及檢查圖像PA任一者皆為自共通之圖像FA擷取者，且同時拍攝者。
於第3實施形態中，控制部9之判定部92進行第1基準圖像SA1(或第2基準圖像SA2)與檢查圖像PA之比較，並進行第1基準圖像SA1與第2基準圖像SA2之比較。關於藉由第1基準圖像SA1與檢查圖像PA之比較而判定自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出之處理係與第1實施形態相同。
於第3實施形態中，進而判定部92進行第1基準圖像SA1與第2基準圖像SA2之比較而判定處理液噴出判定之適當性。第1基準圖像SA1及第2基準圖像SA2均係被保持於旋轉卡盤20之基板W之表面中除應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域以外的區域之圖像。因此，若正常執行藉由相機70之圖像FA拍攝及藉由圖像取得部91之第1基準圖像SA1及第2基準圖像SA2之擷取，則第1基準圖像SA1與第2基準圖像SA2應為相同者。
於判定部92之第1基準圖像SA1與第2基準圖像SA2之比較結果，於兩基準圖像存在差異之情形時，認為第1基準圖像SA1及第2基準圖 像SA2之至少任一者有異常，不適合作為基準圖像。因此，於第1基準圖像SA1與第2基準圖像SA2存在差異之情形時，判定部92將基準圖像自身設為不適合，而將根據第1基準圖像SA1(或第2基準圖像SA2)與檢查圖像PA比較之處理液噴出判定設為無效。於該情形時，判定部92亦可發出與處理液噴出異常不同之錯誤之警報。
於第3實施形態中，由於自藉由相機70拍攝之圖像FA之不同區域擷取2片基準圖像檢證處理液噴出判定之適當性，故可提高自上表面處理液噴嘴30之處理液噴出之檢測精度。
<變化例>
以上，對本發明之實施形態進行說明，但該發明只要不脫離其主旨則除了上述者以外可進行各種變更。例如，於第1實施形態中，將應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域的一側區域之圖像設為基準圖像SA，但並非限定於此者，基準圖像SA可設為基板W之表面中除了應形成來自上表面處理液噴嘴30之處理液的液流之區域以外的任意區域之圖像。
又，於上述第1實施形態中，自藉由1台相機70拍攝之圖像FA擷取基準圖像SA及檢查圖像PA，但亦可設置複數台相機以相同時序個別地拍攝基準圖像SA及檢查圖像PA。然而，由於即使拍攝相同區域亦有可能因相機之微小機器差異導致拍攝結果不同，故較好如上述各實施形態自藉由1台相機70拍攝之圖像FA擷取基準圖像及檢查圖像。
又，成為利用基板處理裝置100之處理對象的基板並非限定於半導體用途之基板，亦可為太陽電池用途之基板或使用於液晶顯示裝置等平板顯示器之玻璃基板。
再者，本發明之技術係若為自噴嘴向基板噴出處理液進行特定處理之裝置則皆可予以應用。例如，於自噴嘴向旋轉之基板噴出清洗液進行清洗處理之清洗裝置、自噴嘴向旋轉之基板噴出光阻劑液進行 抗蝕劑塗佈之旋轉塗佈裝置(旋轉塗佈機)、自噴嘴向於表面成膜有膜之基板之端緣部噴出膜之去除液的裝置、或自噴嘴向基板表面噴出蝕刻液之裝置等皆可應用本發明之技術。
30‧‧‧上表面處理液噴嘴
FA‧‧‧圖像
PA‧‧‧檢查圖像
SA‧‧‧基準圖像
W‧‧‧基板

Claims (6)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵在於包含：基板保持部，其保持基板；杯，其包圍上述基板保持部之周圍；噴嘴，其噴出處理液；驅動部，其係使上述噴嘴於被保持於上述基板保持部之基板之上方的處理位置與比上述杯更外側之待機位置之間移動；拍攝部，其拍攝包含在上述處理位置自上述噴嘴噴出處理液時應形成液流之區域之拍攝區域；圖像取得部，其自於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後由上述拍攝部拍攝上述拍攝區域而取得之圖像，擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中包含應形成上述液流之區域之檢查圖像與除該區域以外之第1基準圖像；及判定部，其比較上述第1基準圖像與上述檢查圖像而判定自上述噴嘴之處理液噴出。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中上述拍攝部於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後將上述拍攝區域拍攝複數次而取得複數個圖像，上述圖像取得部自上述複數個圖像各者擷取上述第1基準圖像及上述檢查圖像，上述判定部對上述複數個圖像各者，比較上述圖像取得部所擷取之上述第1基準圖像與上述檢查圖像。
  3. 如請求項1之基板處理裝置，其中上述圖像取得部自上述拍攝部所取得之圖像，進一步擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中除應形成上述液流之區域 以外的區域且與上述第1基準圖像不同之第2基準圖像，上述判定部比較上述第1基準圖像與上述第2基準圖像而判定處理液噴出判定之適當性。
  4. 一種基板處理方法，其特徵在於包含：保持步驟，其係於基板保持部保持成為新處理對象之基板；噴嘴移動步驟，其係於上述基板保持部保持成為新處理對象之基板後，使噴出處理液之噴嘴自比包圍上述基板保持部周圍之杯更外側之待機位置朝向被保持於上述基板保持部之基板之上方的處理位置移動；拍攝步驟，其係於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後，拍攝包含在上述處理位置自上述噴嘴噴出處理液時應形成液流之區域之拍攝區域；圖像取得步驟，其自上述拍攝步驟中取得之圖像，擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中包含應形成上述液流之區域之檢查圖像與除該區域以外之第1基準圖像；及判定步驟，其比較上述第1基準圖像與上述檢查圖像而判定自上述噴嘴之處理液噴出。
  5. 如請求項4之基板處理方法，其中於上述拍攝步驟中，於上述噴嘴接收到開始噴出處理液之指示後，將上述拍攝區域拍攝複數次而取得複數個圖像，於上述圖像取得步驟中，自上述複數個圖像各者擷取上述第1基準圖像及上述檢查圖像，於上述判定步驟中，對上述複數個圖像各者比較上述圖像取得步驟中擷取之上述第1基準圖像與上述檢查圖像。
  6. 如請求項4之基板處理方法，其中於上述圖像取得步驟中，自上述拍攝步驟中取得之圖像，進 一步擷取被保持於上述基板保持部之基板表面中除應形成上述液流之區域以外的區域且與上述第1基準圖像不同之第2基準圖像，於上述判定步驟中，比較上述第1基準圖像與上述第2基準圖像而判定處理液噴出判定之適當性。
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